人类是怎样制造飞机的

人类是怎样制造飞机的
人类是怎样制造飞机的

人类是怎样制造飞机的
20世纪初,美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献.在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者一号”,并且获得试飞成功.他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖.同年,他们创办了“莱特飞机公司”.自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具.它深刻的改变和影响了人们的生活,开启了人们征服蓝天的历史.
1896年,两兄弟听闻了德国航空先驱奥托·李林达尔（又译奥托·李林塔尔）在一次滑翔飞行中不幸遇难的消息.按说,这条消息对那些梦想飞行的人是一个打击,但熟悉机械装置的莱特兄弟却从中认定,人类进行动力飞行的基础实际上已足够成熟,李林达尔的问题在于他还没有来得及发现操纵飞机的诀窍.对李林达尔的失败进行了一番总结后,莱特兄弟满怀激情地投入了对动力飞行的钻研.
莱特兄弟不仅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飞行物——鸟类学习.他们常常仰面朝天躺在地上,一连几个小时仔细观察鹰在空中的飞行,研究和思索它们起飞、升降和盘旋的机理.当年他们提出的许多新颖想法,都在以后的航空工业中得到了应用.
在吸取前人经验教训的基础上,莱特兄弟开始了飞行器的研制.在无法得到别人资助的情况下,他们用自行车生意赚来的钱进行飞机的研制.兄弟俩的配合是完美无缺的.哥哥威尔伯勤勤恳恳,扎扎实实,拥有工程师的细致和谨慎；弟弟奥维尔则富有艺术家的想象力,敢于不断创新.两颗智慧的大脑密切配合,相得益彰,正如威尔伯所说：“奥维尔和我一起生活,共同工作,而且简直是共同思维,就和一个人一样.两兄弟认为飞机能不能顺利飞行,关键就在于如何设计和控制它在飞行过程中各种受力间的平衡.维尔伯·莱特用一张水平放置的纸演示了这个问题：如果让它自由落下,在理想的平静空气当中,我们可以想象它一定是平稳落下,但理想条件是很罕见的,任何一点气流都会使得纸张翻转和飘荡.对于飞机来说,完全理想的空气条件下,要实现上天并不难,但是天空中总是存在风,这就使得实现飞机飞行的关键,在于如何调节飞机前后左右各个方向的受力平衡,特别是飞机的重心和升力受力点之间的关系. 　早期由于担心机翼过大,会使得飞机难于操纵,因此一般机翼面积都不是太大.例如李廉萨尔的机翼面积为151平方英尺,皮歇尔的为165平方英尺,查卢特的为143平方英尺.这就使得飞机所能够获得的升力并不充裕,相比之下,驾驶员的重量就占了升力的很大部分,那么在这种受力情况下,驾驶员自身的位置变化将严重地影响飞机的重心,而当时一般的设计思路就是顺势利用这点,由驾驶员改变身体位置来控制飞机的飞行姿态.然而正是这样一种思路严重制约了飞机操纵性能的提升,因此莱特兄弟决定改变这个技术思路. 　他们首先仔细研究了前人的试验数据,再通过大量风筝、滑翔机以及风洞试验做验证,设计出了最佳的机翼剖面形状和角度,以便获得最大的升力；然后决定把一般大小的机翼增大一倍,达到308平方英尺.最重要的是,他们设计了通过直接控制机翼来操纵飞机飞行姿态的机构,同时,在飞机整体的升力增加后,飞机对于驾驶员自身位置的变化也不那么敏感了,这就使得飞机尽管机翼面积大大增加,但可操纵性能并没有比小机翼飞机降低! 兄弟俩认为要建造一架飞行机器,有三个主要的障碍：（1）如何制造升力机翼；（2）如何获得驱动飞机飞行的动力；（3）在飞机升空之后,如何平衡以及操纵飞机.前两个问题在某种程度上已经获得解决.
最初兄弟俩努力制造全尺寸的滑翔机,接连四个夏天,他们前往北卡罗来纳州旅行,目的地是个与世隔离的岬角.气象部门向他们建议,岬角风力大,是有利的练习场.之后不久,他们制作了第一架无人驾驶双翼滑翔机,把它象风筝一样放上了天.他们又在飞机的前面安装了升降舵,也就是一种摆动舵,可以用来操纵横轴.
1900年10月的一个傍晚,威尔伯·莱特趴在易碎的滑翔机骨架上,迎着海风飘了起来,他成功了.虽然这只是几秒钟的飞行,只有1米多高,但莱特兄弟的成就超过了试图靠移动身体重量操纵飞行的李林达尔.第二年,兄弟俩在上次制作的基础上,经过多次改进,又制成了一架滑翔机.这年秋天,他们又来到基蒂霍克海边,一试验,飞行高度一下子达到180米之高.
1900—1903年,他们制造了3架滑翔机并进行了1000多次滑翔飞行,还自制了200多个不同的机翼进行了上千次风洞实验,修正了李林达尔的一些错误的飞行数据,设计出了较大升力的机翼截面形状.在此期间,他们的滑翔机多次滑翔距离超过1000米.在当时看来,这可是不小的成就.经过不断钻研,不断改进,莱特兄弟不仅迅速掌握了当时的飞行器制造技术,而且在许多方面取得了重大突破.　从1903年夏季开始,莱特兄弟着手制造这架著名的“飞行者一号”双翼机.动力飞行首先需要一台发动机,但当时市面上根本没有飞机的发动机出售,也没有一家公司愿意冒险制造航空发动机.但是兄弟俩并没有气馁,他们请了机械师查尔斯?泰勒（Charles?Taylor）来帮他们制造了一台大约12马力、重77.2千克的活塞式发动机.有了发动机,威尔伯和奥利弗只盼着多风的秋季能早日到来.10月中旬,“飞行者号”组装完毕,奥维尔对新飞行器非常满意,“这是我们迄今为止造得最好的一架飞机.‘她’非常听话.” 奥维尔的感情不难理解,“飞行者一号”的每一根“肋条”都是他们亲手制作而成.
奇迹发生在1903年12月17日!
这天清晨,美国北卡罗莱纳州的基蒂霍克还在沉睡,天气寒冷,刮着大风,空旷的沙滩上静静地停放着一个带着巨大双翼的怪家伙,这就是人类历史上第一架飞机——“飞行者一号”.空旷的场地上冷冷清清,到现场观看的只有5个人.10时35分,一切准备就绪.为了能够率先登机试飞,兄弟俩决定以掷硬币的方式确定谁先登机机,结果弟弟奥维尔赢了.
奥维尔爬上“飞行者一号”的下机翼,俯卧于操纵杆后面的位置上,手中紧紧握着木制操纵杆,威尔伯则开动发动机并推动它滑行.飞机在发动机的作用下先是剧烈震动,几秒钟后便在自身动力的推动下从“斩魔丘”上缓缓滑下,在飞机达到一定速度后,威尔伯松开手,飞机象小鸟一样离地飞上了天空.虽然“飞行者一号”飞得很不平稳,甚至有点跌跌撞撞,但是它毕竟在空中飞行了12秒共36.5米,才落在沙滩上.接着,他们又轮换着进行了3次飞行.在当天的最后一次飞行中,威尔伯在30千米的风速下,用59秒飞了260米.人们梦寐以求的载人空中持续动力飞行终于成功了!不幸的是,几分钟后,一阵突然刮来的狂风把“飞行者”1号掀翻了,飞机严重损坏,但它已经完成了历史使命.人类动力航空史就此拉开了帷幕.